CN1617185A - 车辆管理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆管理装置和方法，应用于有人值守停车场或小区车辆的通道口，对通行车辆进行合法检查(防盗)、记录车辆通行时间、对车辆进行计费。装置包括单片机、非易失存储器、日历时钟电路、电源、识别器、管理卡、键盘、点阵显示屏。一车辆配一管理卡，识别器通过非接触方式读取管理卡上的识别号等数据信息，进行车牌号对比识别、收费和管理。本发明的装置结构简单、操作简便、功能实用、可靠性高、成本低。管理方法操作简单，保密性强，可以极大的提高车辆管理的效率，防范偷盗车辆事件，规范收费行为，有效地防止和杜绝内部贪污停车费，堵塞漏收现象。适用停车场、工作和生活区的车辆管理。

Description

车辆管理装置和方法

技术领域

本发明涉及一种应用于有人值守的通道口，对通行车辆进行防盗管理和计费管理的车辆管理装置和方法。

背景技术

随着社会的发展，人民生活水平的提高，汽车、摩托车等车辆越来越多，被盗窃的车辆也相应增加。为了加强管理防止车辆被盗，一般在停车场和住宅区大门设置有人值守，对进出的车辆采用人工收发相应的管理卡或通过一些自动控制检测的装置进行车辆检验，在检验无误的情况下才放行。这样，大大减少了车辆被盗的案件。在车辆管理中涉及到的收费问题，也可在出入口统一管理，以提高工作效率。以下将停车场与住宅区统称为停车场，因为住宅区也同样存在车辆管理问题，管理方法相同。目前，国内在停车场有人值守的通道口，大都需要对通行车辆进行防盗管理和计费管理。通常采用人工管理的办法：即给驶入车辆发放出入牌和登记车辆的车型、车号、出入时间等内容，依此信息进行管理。由于车辆多、进出频繁，人工查验车辆和计费核算工作效率低下，难以同时确保车辆安全和通道畅通。为解决上述问题，现有以计算机和视频监控相结合的技术构成的车辆管理系统，来实现车辆防盗和计费管理，但其主控机一般采用工控计算机或普通家用商用计算机系统。例如，目前已有应用在停车场和住宅区出入口，实现车辆出入防盗、收费管理功能的停车场车辆管理系统，使用通用电脑平台，运行WINDOWS操作系统，配合摄像机、图像捕捉卡等设备，并给车辆发放带有唯一识别号并能被系统读取的管理卡。在车辆通行出入口时，管理卡的唯一识别号被系统读卡机读取，系统中的电脑软件将预先通过摄像机和图像捕捉卡存储于电脑内并与管理卡联系的图片在电脑显示屏上显示出来，让管理员将显示图片和现场车辆对比，完成合法性鉴别；通过电脑软件对车辆进行时间的存储计算，完成车辆收费管理。该技术方案主要缺点是价格昂贵，特别是基于通过电脑平台的特点，决定了在低价格和高可靠性两者不能统一。另外使用电脑屏幕作为车辆图像显示的设备，具有不灵活的缺陷，可以想象在小区大门车辆出入的管理中，管理员必须在值班室外对出入车辆进行管理，如果每出入一辆车都需要到值班室内观看电脑中的车辆图片，这是不现实的，只能通过增加专门观看车辆图片的管理员来达到管理要求但又不可避免增加了管理成本。另外，该系统尽管在理论上、在实验室中虽然可行，但实际运行时的可靠性很差，因为在大多数系统实际运行的环境中，都存在因温度、湿度、电源不稳定的干扰，例如风霜雨雪、酷暑严冬、灰尘、潮湿、雷电等等，都会导致整个计算机系统性能不稳定，故障率高，以至于无法保障长时间的正常运行，这种低可靠性不能满足实际每天24小时，每年365天不间断的工作。另外通用的计算机系统构成的车辆管理系统由于设备硬件软件多，投资成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于停车场具有车辆防盗、计费功能，可靠性高、结构简单、操作简便、适应面广、价格低的车辆管理装置。

本发明的另一个目的是提供一种可提高停车场管理人员的工作效率、防止车辆被盗、加强车辆收费管理的车辆管理方法。

本发明的车辆管理装置包括电源和数据接口，其特征在于还包括：

具有唯一识别号，并能通过非接触方式被识别和读出所存数据信息的管理卡，一辆车配一车辆管理卡，一管理员配一管理员卡；

与管理卡相应能通过非接触的方式读取并输出管理卡识别号和数据信息的识别器，该识别器在停车场的出和入口至少各设置1个；

内部固化有控制和处理数据信息程序，含有随机存储器，能接收和处理识别器传来管理卡识别号和数据信息的单片机；

存有车辆信息记录和人员信息记录的存储器；

能显示汉字、英文字母、数字和图形的点阵式显示屏及其相应的电路，显示单片机输出的相应数据信息；

带日历的实时时钟电路，用于计算和显示车辆的出/入时间，以及与单片机结合计算停车费用；

含26个英文字母、0～9数字、“退出”、“确认”、“上”、“下”、“左”、“右”键的键盘，该键盘通过连线与单片机连接，用于输入包括车牌号的数据信息。

本发明的车辆管理方法，其特征在于所述的方法包括下列步骤：

(1)设置具有唯一识别号，并能通过非接触方式被识别读出所存识别号的管理卡片，管理卡分车辆管理卡和管理员卡，车辆管理卡片由车辆驾驶人持有，一辆车配一管理卡；管理员卡由管理员持有；

(2)设置与所述管理卡片相应的识别器，该识别器能通过非接触的方式识别和读出管理卡片中存储包括识别号的数据信息，并输出所读数据信息，识别器设在停车场的出和入口相应处或管理装置上；

(3)设置能接收和处理识别器输出的数据信息，主要由内部固化和存储有控制及处理数据信息程序的单片机处理器、存有车辆信息记录和人员信息记录的存储器、带日历的实时时钟电路、键盘和点阵显示屏构成的数据信息处理和显示装置；

(4)在装置开机或管理员换班时，管理员持相应的管理员卡由出/入识别器读入管理员卡的识别号进行当班注册，注册后管理员根据设定的管理员卡的权限具有高级或低级操作权限；

(5)固定车辆经停车场出/入口处，车辆驾驶者持管理卡通过非接触的方式被识别器识别读出包括管理卡识别号的数据信息，经数据信息处理和显示装置的识别判断，在显示屏上显示包括车号的信息；管理员根据显示屏显示的信息，允许车辆通行，或截留检查处理。

(6)临时车辆经停车场入口驶入时，由管理人员通过入口识别器读入经授权的临时卡识别号和通过装置上的键盘输入车辆的车型、车号后，将临时管理卡交给驾车人，准许车辆驶入；临时车辆驶出经停车场出口处，车辆驾驶者持管理卡片通过非接触的方式被入口识别器识别读出包括管理卡识别号的数据信息，经数据信息处理和显示装置的识别判断，在显示屏上显示包括车号的信息；管理员根据显示屏显示的信息，回收车辆的管理卡和收取停车费后放行车辆，或截留车辆检查处理。

所述的管理卡有车辆管理卡和管理员卡。车辆管理卡分固定管理卡和临时管理卡。固定管理卡为由每辆车车主长时间持有，并与车号唯一对应的管理卡，如办理年/月票的车辆、特殊车辆和固定住户车位等。临时管理卡为临时进出停车场或小区的车辆，由管理员临时发给驾驶者的管理卡，车辆驶出时，需要管理员回收。管理员卡由管理员持有。

所述的识别器可分别设置2个以上的多个，分别设置在每个出/入口的相应处或装置上。

所述的车辆信息记录包括车辆管理卡识别号、车型、车号、驶入时间和驶出时间，以及固定管理卡月租到期时间或应收临时管理卡的停车费。

所述的人员信息记录包括管理员卡识别号、权限。

本发明的车辆管理装置和方法，主要是基于嵌入式单片机，配合点阵显示屏、实时时钟、键盘、管理卡和识别器等，应用车号显示对比的方法，配合值守人员完成车辆出入合法性鉴别和收费管理。在进行车辆管理工作前，先要在控制程序菜单下，对内部参数如时间、收费费率等在单片机和存储器中进行设置；对管理卡分别按固定管理卡、临时管理卡和管理员卡进行“授权”工作，即对固定管理卡而言，就是在固定车辆信息记录中输入管理卡的识别号、车型、车号、月租到期时间，对临时管理卡而言，就是在临时车辆信息记录中输入管理卡的识别号，对管理员卡而言，就是在人员信息记录中输入管理员卡的识别号、权限。

本发明的工作模式：管理卡分为固定管理卡和临时管理卡及管理员卡，固定管理卡发给经常出入或有固定车位，以及免费或交纳月租方式管理的车主，在发卡时，将识别号、车型、车号、月租期限以车辆信息记录的方式输入装置中并长久保存，固定管理卡由车主自行保管；临时管理卡发给临时进入、以计时或计次方式计费管理的驾车人，在车辆驶入时，由管理员在键盘上输入车辆的车型和车号，再由入口识别器读入临时管理卡的识别号，将临时管理卡交给驾车人。管理员卡在管理员上岗或换班时，由识别器读入。

车辆驶入时，持有固定管理卡的驾车人将固定管理卡靠近车辆管理装置上的入口识别器，读取识别号，点阵显示屏上立即显示对应的车辆车型、车号，由管理人员将显示内容与车辆进行比对查验，决定是否允许进入。临时车辆由管理员发临时管理卡，通过键盘输入车辆的车型、车号信息，再由入口识别器读入临时管理卡的识别号，将临时管理卡交给驾车人后准入。

车辆驶出时，驾车人出示管理卡由车辆管理装置的出口识别器识别，管理员根据点阵显示屏上显示的车辆车型、车号、提示信息进行判别：显示车号和车型与当前车辆车号、车型一致的固定管理卡，放行车辆；显示车号和车型与当前车辆车号、车型一致的临时管理卡，依据提示的收费金额收费，并回收临时管理卡，放行车辆。若所显示的车号、车型与当前车辆车号、车型不对或无管理卡，则被管理人员截留检查和作相应的处理，起到防盗的作用。回收的临时管理卡，可以发给下一临时车辆，可反复循环使用。

设定有月租期限的固定管理卡，在超期后通行，点阵显示屏将提示缴费提示；已发放的临时管理卡数、临时车辆的收费累计数、车辆出入时间流水记录储存在车辆管理装置中，提供给管理员换班时进行交接统计结算，也能帮助监督人员进行检查。

车辆管理装置的操作还可设有二级权限管理，即使用管理员卡进行管理，在车辆管理装置中设立管理员卡的识别号并赋予权限，对普通管理员给赋予低级权限的管理卡，可以对进入的临时车辆发放已授权的临时管理卡，可以查询车辆信息记录、临时车收费金额、临时管理卡发放数、收费累计金额。高级管理员赋予高级权限的管理卡，除可以完成普通管理员的操作外，还可以修改系统参数如系统时间、收费方式、费率，增加修改车辆信息记录、人员信息记录等。

本发明中的控制板采用单片机结构，存储器和日历时钟电路使用非易失器件；管理卡和识别器使用无线非接触方式进行数据传递，其软件和硬件结构简单，可靠性极高，抗干扰能力强，能适应各种地方的气候条件、粉尘噪声、电源干扰等多种恶劣环境，确保车辆管理装置的正常工作。管理方法操作简单、功能实用、保密性强，可以极大的提高车辆管理的效率，防范偷盗车辆事件，规范收费行为，有效地防止和杜绝内部贪污停车费，堵塞漏收现象；树立文明车辆管理的良好形象，提高车辆管理的规范化、科学化水平。

附图说明

图1是本发明的结构方框示意图；

图2是本发明的实施例电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

图1所示，是本发明的结构方框示意图，主要由管理卡、识别器、单片机、键盘、点阵显示屏、日历时钟电路、存储器、电源变换电路、开关电源、电池充放电保护电路和蓄电池组成，当然，还可包括蜂鸣器、数据接口和通讯接口等。采用了现有产品中抗干扰能力强的单片机，连接非易失存储器，用于数据存储；日历时钟电路内部有年、月、日、时、分等时钟数据，也是非易失类型；点阵显示屏为可显示多行点阵汉字的显示屏；键盘可采用通用PC键盘，与单片机的I/O口直接连接，接受管理员的命令；识别器与单片机I/O口连接，接收管理卡的识别号并传给单片机；电源变换电路将开关电源和蓄电池的高电压转变为内部电路工作电压；电池充电放电保护电路一方面检测蓄电池电压，并控制装置供电的通断，避免蓄电池因过放电损坏，另一方面也限制对蓄电池充电的充电电流；管理卡与识别器通过无线方式进行信息交换。非接触方式的识别可以是电磁场、高低射频、微波、无线方式和光电方式。通过程序设计，本装置在开机或换班操作时，需要由识别器读入管理员卡的识别号，方可继续操作，因此，本发明具有良好的保密性能，提高数据的安全性。

图2所示，是本发明的实施例电路原理图。在图中，单片机U1采用与MCS51系列单片机兼容的SM89516A芯片，价格较低，其中内置有“看门狗”定时器和64k字节程序存储器。地址译码器U3采用可编程门阵列芯片GAL16V8，其输出的片选信号给存储器U5及U6、日历时钟电路U7和带显示屏的点阵显示模块VFD1；其中，存储器U5及U6采用的芯片型号为FM1808，日历时钟电路U7采用的芯片型号为DS12C887，模块VFD1的型号为GU128×64。单片机U1通过锁存器U2和地址译码器U3构成的地址锁存译码电路与两存储器U5和U6、时钟电路U7及点阵显示模块VFD1交换信息。锁存器U2采用型号为74HC373的芯片。复位芯片U4输出上电复位信号给单片机U1使之在上电或电源波动时复位，复位芯片U4的型号为IMP810L。

在图2中，电感线圈L2和L3的结构相同，读卡芯片U11和U12的结构也相同。其中，读卡芯片U11、U12的型号为MTP-125K4。一个电感线圈L2/L3与一块读卡芯片U11/U12构成一个识别器，可构成两个识别器。一个识别器设在停车场的入口处，读取车辆驶入时的管理卡，另一个识别器设在出口处，读取车辆驶出时的管理卡。其中，读卡芯片U11和U12的脚5、6输出数据通讯协议信号给单片机U1。以芯片型号为MTP-125K构成的识别器可读取用H4001芯片生产的ID管理卡。芯片MTP-125K4和H4001在市面上均有销售，也可选用其他兼容的现有产品。键盘接口插座J1为键盘连线插入口，可连接标准PC键盘。三极管BG1、电阻R1和R4及蜂鸣器S1组成蜂鸣发声电路，由单片机U1的脚14输出信号驱动。晶振体JZ1、电容C1和C2构成单片机U1的外晶振时钟电路。

在图2中，下部分为电源电路，该电源通过插座J3和开关K1，供电能给上部分的电路使用，开关K1起控制作用，各电路的电源接入端为VCC，公共端为GND。在电源电路中：

开关电源输出14.5V直流电从插座J2输入，电阻R14、R15和稳压管D5组成输入电压取样电路，用于判别输入电压的有无，其输出电压给单片机U9的脚11。所述的开关电源为现有技术，故在图2中未表出。单片机U9采用的型号为AT89C2051。隔离二极管D2，用来防止在电池供电时电流反流到开关电源。电阻R13是电池B1充电限流电阻；二极管D4在电池供电时旁路电阻R13，减少电能损耗。由稳压器U10、电容C13、C14组成局部电源提供给由单片机U9和外围电路构成的电池欠压保护电路。其中，稳压器U10的型号为7805。

开关电源芯片U8，电阻R5、R6，电容C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11，快恢复整流管D1、续流电感L1组成电源变换电路，将由开关电源或蓄电池提供的10-15V直流电转换为5V直流电，作为整个电路的主要电源。电源变换电路的输入电压受电池欠压保护电路JDQ1的触点K控制。其中，开关电源芯片U8的型号为L4960。

单片机U9，电阻R2、R3、R7、R8、R9、R10、R11，电容C3、C4、C15，三极管BG2，二极管D3，继电器JDQ1，双色发光二极管D6和晶振体JZ2组成电池欠压保护电路。开关电源输入电压正常时二极管D6发连续绿光，蓄电池供电时D6发连续红光。其中，单片机U9内固化检测控制程序。电阻R9和R10组成分压电路获得2.5V基准电压输给单片机U9中的比较器负输入端，由电阻R7、R8、C15组成的检测电路检测电池的输出电压，输出到单片机U9中的比较器的正输入端，当电池电压下降到10V时，单片机U9的比较器状态发生翻转，单片机U9的脚14输出低电平信号控制由电阻R11、三极管BG2、二极管D3构成的驱动电路，驱动继电器JDQ1断开触点K停止向电源变换电路供电，同时二极管D6发断续的红光。

电路工作原理为：

接通电源后，单片机U1运行内部程序，首先进行内部工作环境的初始化后在点阵显示屏上显示等待读入管理员卡的提示信息，管理员卡正确读入注册后在点阵显示屏显示日历时钟和操作界面菜单。程序进入以下循环工作状态：

读取键盘命令并处理一读识别器输出并处理一更新日历时钟显示，以下对三个工作环节作说明：

一、读取键盘命令并处理：

单片机U1读取键盘的按键码并执行相应的操作程序，通过操作命令菜单，根据不同的管理权限，完成临时车发卡、查询车辆信息记录和统计数据、对管理卡进行授权、修改，对系统工作参数进行设置等。

二、读取识别器输出并处理

当车辆出入，将管理卡靠近相应的出/入口识别器时，单片机U1读取识别器输出的管理卡识别号，在存储器中以识别号为字段搜索匹配的车辆信息记录，将匹配的车辆信息记录中的车号、车型等字段显示在点阵显示屏VFD1上，接着读取日历时钟电路U7中的时间，更新车辆信息记录中的车辆驶入或驶出时间字段。如果车辆是驶出，则计算临时车辆的停车费用或判别月租车辆是否月租过期，将收费金额或提示信息显示在点阵显示屏VFD1上，对临时车而言，更新车辆信息记录的收费字段和装置中的收费累计数。如无匹配的车辆信息记录，显示屏显示无效卡等提示信息。

三、更新日历时钟显示

单片机U1不断读取日历时钟电路U7上的日历时间并在点阵显示屏VFD1上显示。

管理员根据点阵显示屏VFD1上的提示，作相应的收费和放行，或截留车辆检查等工作。

开关电源输入交流220V电压，输出直流+14.5V电压通过插座J2给电源变换电路，电源变换电路将直流+14.5V电压换为直流+5V电压，给单机片U1、日历时钟电路U7、存储器U5和U6、点阵显示屏VFD1、识别器U11和U12、键盘等提供工作电压。

开关电源停止提供直流电后，蓄电池B1通过电池充电放电保护电路的继电器触点K给电源变换电路提供+10V～+13V的直流输入，使得电源变换电路能提供持续的+5V电压输出。

当蓄电池B1输出电压低于+10V时，电池充电放电保护电路将断开电源变换电路的输入继电器触点K，中断蓄电池B1的电流输出，避免蓄电池B1放电损坏。

开关电源输出+14.5V直流电，通过充电放电保护电路进行限流后，对蓄电池B1进行充电。

Claims (7)

1、一种车辆管理装置，它包括电源和数据接口，其特征在于还包括：

具有唯一识别号，并能通过非接触方式被识别和读出所存数据信息的管理卡，一辆车配一车辆管理卡，一管理员配一管理员卡；

与管理卡相应能通过非接触的方式读取并输出管理卡识别号和数据信息的识别器，该识别器在停车场的出和入口至少各设置1个；

内部固化有控制和处理数据信息程序，含有随机存储器，能接收和处理识别器传来管理卡识别号和数据信息的单片机；

存有车辆信息记录和人员信息记录的存储器；

能显示汉字、英文字母、数字和图形的点阵式显示屏及其相应的电路，显示单片机输出的相应数据信息；

带日历的实时时钟电路，用于计算和显示车辆的出/入时间，以及与单片机结合计算停车费用；

含26个英文字母、0～9数字、“退出”、“确认”、“上”、“下”、“左”、“右”键的键盘，该键盘通过连线与单片机连接，用于输入包括车牌号的数据信息。

2、一种车辆管理方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)具有唯一识别号，并能通过非接触方式被识别和读出所存数据信息的管理卡，一辆车配一车辆管理卡，一管理员配一管理员卡；

(2)设置与所述管理卡片相应的识别器，该识别器能通过非接触的方式识别和读出管理卡片中存储包括识别号的数据信息，并输出所读数据信息，识别器设在停车场的出和入口相应处；

(3)设置能接收和处理识别器输出的数据信息，主要由内部固化和存储有控制及处理数据信息程序的单片机处理器、存有车辆信息记录和人员信息记录的存储器、带日历的实时时钟电路、键盘和点阵显示屏构成的数据信息处理和显示装置；

(4)在装置开机或管理员换班时，管理员持相应的管理员卡由出/入识别器读入管理员卡的识别号进行当班注册，注册后管理员根据设定的管理员卡的权限具有高级或低级操作权限；

(5)固定车辆经停车场出/入口识别器处，车辆驾驶者持管理卡片通过非接触的方式被相应的识别器识别读出包括管理卡识别号数据信息，经数据信息处理和显示装置的识别判断，在显示屏上显示包括车号的信息；管理员根据显示屏显示的信息，允许车辆通行，或截留检查处理；

(6)临时车辆经停车场入口驶入时，由管理人员通过装置上的入口识别器读入经授权的临时卡识别号和通过装置上的键盘输入车辆的车型、车号后，发卡准入；临时车辆驶出经停车场出口识别器处，车辆驾驶者持管理卡片通过非接触的方式被识别器识别读出包括管理卡识别号数据信息，经数据信息处理和显示装置的识别判断，在显示屏上显示包括车号的信息；根据显示屏显示的信息，管理员需回收车辆的管理卡和收取停车费后放行车辆，或截留车辆检查处理。

3、根据权利要求1或2所述的车辆管理方法和装置，其特征在于：

所述的管理卡有车辆管理卡和管理员卡，车辆管理卡分固定管理卡和临时管理卡。

4、根据权利要求1或2所述的车辆管理方法和装置，其特征在于：

所述的识别器分别可设置2个以上的多个。

5、根据权利要求1或2所述的车辆管理方法和装置，其特征在于：

所述的车辆信息记录包括车辆管理卡识别号、车型、车号、驶入时间和驶出时间，以及固定管理卡月租到期时间或临时管理卡应收的停车费。

6、根据权利要求1或2所述的车辆管理方法和装置，其特征在于：

所述的人员信息记录包括管理员卡识别号、权限。

7、根据权利要求2所述的车辆管理装置，其特征在于：

所述的电源包括电源变换电路、电池充放电保护电路和蓄电池。

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